环境化学物的生物转运和生物转化

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1、第二章环境化学物的生物转运和生物转化环境污染物与机体接触进入血液分布到组织代谢排泄化学物的吸收、分布和排泄具有类似的机理，都是反复通过生物膜的过程，统称为生物转运（biotransport）。化学物质在组织细胞中发生的结构和性质的变化过程，称为生物转化（biotransformation）。第一节生物转运一、生物膜的结构和功能二、化学物通过生物膜的方式（一）被动转运1、简单扩散simplediffusion生物膜两侧的化学物分子顺浓度梯度扩散，称为简单扩散。大多数环境化学物可以此方式通过生物膜。影响因素有：（1）膜两侧化学物的浓度差（2）脂/水分配系数：物质在脂质中的溶解度与其在水中

2、的溶解度之比。脂/水分配系数越大越易透过生物膜。但过大也不易透过。只有脂溶性和水溶性均高的物质容易经过简单扩散的方式进入生物膜。（3）化学物质的解离度和体液的pH：解离度越大越难以简单扩散的方式透过生物膜。体液的pH可以影响弱酸、弱碱的解离度。2、滤过是化学物透过生物膜上的亲水性孔道的过程。孔道由嵌入脂质双分子层的蛋白质中的亲水性氨基酸组成，凡直径小于膜孔的化学物质都可随水流透过。（二）特殊转运1、主动转运activetransport化学物伴随能量的消耗由低浓度向高浓度转运透过生物膜的过程。主要特点：需有载体消耗能量载体具有选择性载体有一定容量共用一个载体的化学物之间可发生竞争性抑制。

3、每一循环消耗一个ATP,转运出三个Na+，转进两个K+2、易化扩散facilitateddiffusion不易溶于脂质的化学物，利用载体由高浓度向低浓度移动的过程。特点：有载体参加；不消耗能量。3、吞噬和胞饮——膜动转运cytosis吞噬作用phagocytosis：一些固态颗粒物与细胞膜上的某种蛋白质发生作用，引起膜的外包或内凹，将异物包围进入细胞。吞入物通常是较大的颗粒。吞噬作用只限于几种特殊的细胞类型，如巨噬细胞和中性粒细胞。胞饮作用（pinocytosis）是一种非选择性的连续摄取细胞外基质中液滴的内吞过程。吞入的物质通常是液体或溶解物。三、吸收环境化学物经各种途径透过机体的生物

4、膜而进入血液的过程称为吸收。主要通过消化道、呼吸道和皮肤吸收1、消化道吸收是吸收环境化学物的主要途径。消化道的任何部位均有吸收作用，主要在小肠。经胃肠道吸收的外源化合物主要通过下列转运方式：（1）简单扩散是外源化学物在胃肠道吸收的主要方式。（2）滤过小肠粘膜细胞膜上有直径0.4nm左右的亲水性孔道，分子量100左右，直径小于亲水性孔道的小分子，可随同水分子一起滤过而被吸收。（3）主动转运机体需要的某些营养物质如糖类、氨基酸、核酸、无机盐可由肠道通过主动转运逆浓度梯度被吸收，少数外源化学物，由于其化学结构或性质与体内所需的营养物质非常相似，也能通过主动转运进入机体。（4）胞吞作用偶氮色素及

5、某些微生物毒素可通过胞吞作用进入肠粘膜上皮细胞。影响吸收的因素：（1）消化道中的酶类和菌丛，可改变某些化学物毒性（2）胃肠道内容物的种类和数量、排空时间、蠕动状态。（3）环境化学物的溶解度和分散度。分散度大，易于吸收。2、呼吸道吸收：主要在肺。吸收最快的是气体、小颗粒气溶胶和脂/水分配系数高的物质。吸收特点：吸收的外来化合物直接进入血液循环而分布全身，与胃肠道吸收不同。主要方式：简单扩散气态物质吸收的影响因素：（1）分压差和血/气分配系数——主要决定因素当分压差达到平衡时，血液中的浓度(mg/L)与肺泡中的浓度之比为血/气分配系数。（2）分子量和溶解度：水溶性物质分子量越大的化学物吸收的

6、越慢。脂溶性物质吸收速度与分子量大小关系不大，取决于脂/水分配系数。（3）肺通气量和血流量：颗粒物的吸收主要取决于大小：>10μm，沉积在上呼吸道→痰5~10μm，沉积在气管和支气管1~5μm，可到达呼吸道深处，部分到达肺泡<1μm，在肺泡内扩散而沉积3、皮肤吸收皮肤对化学物的通透性较弱，存在脂质屏障。四氯化碳、有机磷农药等可经皮肤吸收皮肤吸收的两条途径：（1）表皮（2）毛囊、汗腺、皮脂腺影响因素：（1）分子量大小、脂/水分配系数及角质层厚度（2）种属不同：可能与角质层厚度不同有关。（3）高温：易于吸收（4）角质层损失因子：角质层被损坏，可使环境化学物通透性增加。四、分布与贮存（一）分布

7、（distribution）环境化学物被吸收进入血液和体液后，随血液和淋巴的流动分散到全身各组织的过程称为分布。同种化学物在体内不同器官分布不同，不同化学物分布也不同，这与组织的血流量、亲和力及其他因素有关。在分布的开始阶段，血液供应丰富的器官化学物浓度最高，随时间延长，分布取决于化学物与组织器官的亲和力。影响分布的另一主要因素是体内屏障1、血脑屏障（blood－brainbarrier，BBB）原因：脑部的毛细血管壁与一般的不同①